钢铁海水电偶腐蚀的研究进展

对海洋工程装备中常用钢铁材料的电偶腐蚀研究进行了综述,分析了海水中钢铁电偶腐蚀的影响因素,着重探讨了海水中钢与异种金属和非金属材料连接时电偶腐蚀的研究现状,并对该领域的研究前景进行了展望。

三氯化钒还原-分光光度法测定海水中硝酸盐的含量

为解决铜镉柱还原法在测定海水中硝酸盐时的操作繁琐、耗时、毒性大、难以适应大批量样品的快速测定等问题,提出了题示方法。取5 mL样品(海水样品用水稀释至盐度不大于7)和1 mL还原剂(体积比5∶1∶1的10 g·L^(-1)三氯化钒溶液、40 g·L^(-1)磺胺溶液和1.0 g·L^(-1)盐酸萘乙二胺溶液的混合溶液)于10 mL试管中,于45℃的水浴锅中加热60 min,取出,置于冰水混合物中冷却5 min,在543 nm波长下测定体系的吸光度差值。结果表明:方法的硝酸盐还原率在95%以上;当样品盐度不大于7时,基本消除盐效应对测定的影响,可用于淡水和海水中硝酸盐的测定。硝酸盐的质量浓度在300.0μg·L^(-1)以内与对应的吸光度差值呈线性关系,检出限为1.0μg·L^(-1)。对50.0,200.0μg·L^(-1)的加标样品溶液进行准确度和精密度试验,测定值与已知值基本一致,测定值的相对标准偏差(n=10)小于0.50%。采用本方法与HY/T 147.1-2013测定实际海水样品,两种方法的测定结果具有一致性,不存在显著性差异。本方法降低了试剂对环境的污染,避免了铜镉柱制备和过柱操作,可用于海水中硝酸盐的快速、批量测定。

CO_(2)升高对风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)钙化速率和 基因表达的影响

本文以风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)为研究对象,以三亚珊瑚礁海域自然海水培养的珊瑚样本为对照组,模拟本世纪末海水酸化状况,并开展珊瑚模拟培养试验。以此探究海水酸化对A.hyacinthus钙化和基因表达的影响。在酸化胁迫下,A.hyacinthus净钙化速率显著下降,基因表达受到显著影响,其中有机物运输、阴离子运输、化学应激等通路上调,动物器官发育、脂质转运、细胞生物合成、细胞表面受体信号等通路下调。与钙化相关的基因中,碳酸酐酶和溶质运载蛋白下调,但是Ca^(2+)-ATP酶和钙离子运输相关的基因上调。结果表明,高CO_(2)影响了A.hyacinthus的钙化和多个生物过程的基因表达,海水酸化可能通过抑制珊瑚碳酸酐酶等基因表达,减少HCO–3运输,最终降低钙化速率。

生物炭富集-电感耦合等离子体质谱法测定海水中的痕量铅铜

海洋环境中的重金属污染备受关注,准确测定海水中的痕量重金属,对保护海洋环境和人类健康具有重要意义。海水样品的高盐和重金属痕量浓度等特点给仪器分析带来巨大挑战,直接准确测定高盐基质中的低含量重金属元素是非常困难的,须经前处理去除海水中的大量盐分,并对待测元素进行富集,从而消除基体干扰,降低检出限。为实现海水中的痕量铅和铜的绿色分离与快速检测,本文采用吸附脱附的方式,将海水中铅和铜富集在椰壳生物炭上,再用超纯水反复冲洗生物炭,除去盐分基质,经硝酸溶解脱附,脱附液用0.45μm滤膜过滤后利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,建立了生物炭富集ICP-MS测定海水中铅和铜含量的方法。两种金属元素在0.10~100μg/L范围内线性关系良好,线性相关系数均大于0.9995。海水中铅和铜,方法检出限分别为0.005μg/L和0.006μg/L,测定下限分别为0.020μg/L和0.024μg/L,满足《海水、海洋沉积物和海洋生物质量评价技术规范》(HJ 1300—2023)规定的海水质量评价要求。海水样品加标回收率在96.1%~102.3%范围内,相对标准偏差小于5%。本方法操作简便、分析成本低、绿色环保,更适合于基层海洋监测应用,也可用于高矿化度基体样品的水质监测。

基于PLC反渗透海水淡化控制系统的设计与开发

针对反渗透海水淡化系统工艺复杂、运维繁琐、对操作人员专业技能要求高的特点,研发了一套反渗透海水淡化控制系统。详细研究整个工艺系统中预处理、反渗透等关键工艺环节的原理及自动控制过程。从系统的硬件设计和软件开发两个方面进行详细阐述。硬件设计方面,根据装置规模和控制需求完成控制系统设备选型。软件开发方面,完成控制器及人机交互界面多套软件的开发。该系统成功应用于高校反渗透海水淡化教学实践课。应用结果表明:该系统设计合理、操作界面简洁方便,在稳定安全运行的同时可实现教学培训、故障处理等目的。该系统在提高海水淡化操作人员专业技能的同时,也对高校创新其他专业的实操培训课程提供了借鉴和技术支撑。

考虑调节费用补偿的海水抽蓄优化定容策略

通过海上风电与海水抽蓄联合运行参与电网的调峰调度,可有效促进海上风电消纳,助力电网调峰,但需要进行海水抽蓄多目标优化定容研究,解决海水抽蓄成本回收问题以及多目标之间的主观偏好与客观冲突对优化决策的影响等关键问题。为此,本文提出了考虑调节费用补偿的海水抽蓄多目标优化定容方法,通过海水抽蓄调节费用双向补偿机制,保障抽蓄调节利益;考虑风电不确定性,计及风蓄联合出力跟踪电网负荷误差最小、海上风电运营效益最大和海水抽蓄收益最大,建立风蓄联合运行多目标优化模型,实现多主体利益共赢。以双向补偿电价、海水抽蓄上水库容量、海水抽蓄机组容量为优化决策变量,通过NSGA-Ⅱ方法优化得到Pareto前沿解集;通过K-means算法对Pareto前沿解集进行聚类作为备选方案;采用层次分析法-熵权法进行主、客观赋权;通过TOPSIS方法将备选方案与理想方案比较排序选出最优解。仿真算例结果验证了本文海水抽蓄优化定容方案能够兼顾新能源消纳效果与多主体利益共赢。

磷石膏配料碳热熔融还原硫逸出及熔渣物相分析

基于配料计算在磷石膏中添加硅、铝、镁等,使其渣系满足矿渣棉生产对酸度系数、氢离子指数、黏度系数的要求。通过热重分析、熔融特性的测定及高温还原焙烧/熔融实验,探究了磷石膏配料在高温还原过程中硫逸出及熔渣的物相结构。结果表明:碳的加入可以促进磷石膏分解,加入量以n(C)/n(S)=0.5为宜;还原剂(石墨、无烟煤、焦炭)及配料的加入均可以降低磷石膏体系的熔融特征温度,CaO-MgO-SiO_(2)-Al2O_(3)四元相图计算表明配料体系在1255.73℃时形成最低共熔点。磷石膏及其配料在高温焙烧过程中的物相演变规律表明,CaS为CaSO_(4)还原过程的中间产物,配料中加入的SiO_(2)可结合更多的CaO促进CaS和CaSO_(4)反应的进行。还原熔融实验表明,n(C)/n(S)对熔渣硫含量及体系脱硫率影响较大。以焦炭为还原剂,磷石膏配料的酸度系数Mk=1.4、pH=4.85、n(C)/n(S)为0.5时,采用刚玉坩埚在1450℃下高温熔融20min后,脱硫率可达99.05%,硫高效逸出的同时形成的熔渣呈非晶态,具有良好的玻璃相结构。

离子色谱法同时测定脱硫液中8种有机胺类物质

有机胺脱硫工艺因高效、经济等优点,应用越来越广泛。不同配比的有机胺对二氧化硫脱除效果不同。因此,对脱硫液中的不同有机胺成分进行准确测定具有重要意义。离子色谱法检测有机胺不需要衍生步骤,前处理简单,并且可同时测定多种有机胺。本研究采用离子色谱法同时测定乙醇胺(MEA)、二乙基乙醇胺(DEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、羟乙基乙二胺(AEEA)、哌嗪(PZ)、N-羟乙基哌嗪(HEPZ)、二乙烯三胺(DETA)等8种有机胺。实验对比不同型号色谱柱、淋洗液和柱温条件对8种有机胺的分离效果,最终采用IonPac CS17色谱柱,柱温35℃,甲基磺酸(MSA)水溶液梯度淋洗,抑制电导法进行测定。脱硫液样品采用超纯水稀释,过0.22μm尼龙微孔滤膜和OnGuardⅡRP柱后进样分析,样品前处理简便。8种有机胺在一定范围内具有良好的线性关系,判定系数R~2≥0.998 0。以信噪比(S/N)=3时对应的有机胺质量浓度为检出限(LOD),以S/N=10时对应的有机胺质量浓度为定量限(LOQ)。在进样量1.0μL时,LOD即可达到0.02~0.08 mg/L, LOQ为0.07~0.27 mg/L。实际样品的加标回收率为93.0%~111%,相对标准偏差(RSD,n=5)为0.31%~1.2%,说明方法具有良好的准确性和精密度,适用于脱硫液中多种有机胺的测定。

一种确定海底地震仪位置与等效海水速度的多维扫描法

受海流影响,海底地震仪(OBS及OBN)着底点与投放点的位置存在偏差,水越深偏差越大。OBS及OBN的准确定位对后续地震数据的成像处理至关重要。传统处理方法假设海水速度、海底深度已知,或者采用分部策略依次反演海水速度、海底深度与水平坐标,导致误差较大。为此,提出了一种新的OBS及OBN重定位多维扫描方法。利用共检波点道集中拾取的海水直达波震相到达时,经过在水平坐标(x维度和y维度)、海底深度和海水速度4个维度的扫描,确定OBS及OBN着底位置的同时获得海底深度和等效海水速度。与现有技术相比,该方法具有搜索速度快、精度高、原理简单,而且可以同时获得等效海水速度与海底深度等优点。理论模型实验结果表明,在深水情况下用该方法获得的OBS及OBN水平位置误差在20 m以内,海底深度误差在10 m以内;即使拾取的直达波走时存在稍许误差,等效海水速度仍可以被准确地反演出来;以上参数反演精度受扫描密度制约。实际资料处理结果基于重定位结果的直达波线性动校正后同相轴被有效拉平,说明重定位方法的有效性和实用性。此外,基于敏感核函数分析,给出了另外一种不同于前人的分步扫描策略,反演效率再提升2个数量级,但定位精度下降了1个数量级,进一步印证了多维扫描反演方法的优势。数值实验的反演精度是在接近水深3000 m的超深水情况下获得,在浅水情况下,考虑到数据误差与采集孔径更小,扫描密度更高,一定能获得更高的反演精度。

脱硫石膏制备α-半水石膏研究进展及应用

随着中国工业的不断发展,产生了大量的脱硫石膏,目前脱硫石膏的综合利用量虽在逐年增加,但其利用率却在降低,探寻脱硫石膏的高值化利用途径迫在眉睫,其中脱硫石膏资源化利用途径之一是将其脱水转化成α-半水石膏。利用脱硫石膏来制备高性能、高附加值的α-半水石膏,不仅能减轻石膏堆积对环境的污染,减少天然石膏的开采,还能带来新的经济效益。基于此,系统地综述了国内外脱硫石膏制备α-半水石膏的研究现状及影响因素,总结了其生产工艺路径及应用,并对推进脱硫石膏的减量化、资源化利用提出了展望,旨在提高固废利用率,促进“碳中和、碳减排”。

大连市乌蟒岛海域大型深水坐底式网箱建设适宜性分析

为更加准确、科学、高效地评估大型深水坐底式网箱建设的适宜性,针对大连市乌蟒岛西北部321 hm^(2)海域,对该海域的政策符合性、海况适宜性和运营增效性三方面进行调查研究,评估在该海域建设大型深水坐底式网箱的适宜性。结果显示:该海域区域1为最适宜进行大型深水坐底式网箱建设的区域,其次为区域2、3、4、5。最适宜建设区域主要位于该海域的东南部,海域面积约13 hm^(2),符合政策要求,海域水交换状况良好,海底地形平坦,地质结构稳定,地基承载力条件较好。此区域完全可满足大型深水坐底式网箱的建设和运营需求,有利于大型深水坐底式网箱的功能发挥。本研究构建了大型深水坐底式网箱建设适宜性综合评价体系,选出适宜建设区域,可为大连市乌蟒岛海域大型深水坐底式网箱的建设与发展提供参考。

海水泵站流道非对称引水流态特性数值模拟分析

为探讨海水泵站流道非对称引水流态特性,基于OpenFOAM建立了某液化天然气接收站海水泵站流道数值模型,在利用实测数据验证的基础上,模拟计算与分析了对称和非对称引水时,流道内流速与紊动动能分布特征。模拟结果表明:海水泵站非对称引水时,水流进入前池后流速较大,在低水位下水流无法充分扩散,在流道入口处形成偏流,行进至海水泵前断面水流分布已基本均匀;非对称引水时,海水泵所在进水池各断面均匀性指数平均值高于对称引水工况,且各海水泵进水池的紊动动能平均值也小于对称引水工况;从过水断面流速分布均匀性以及紊动量级来看,非对称引水对水泵运行更有利。

模拟海水对Q235钢腐蚀性能的影响分析

以Q235碳素钢为研究对象,借助旋转式挂片腐蚀试验仪,考察转速、温度、酸碱度等因素对其在模拟海水中腐蚀性能的作用。结果表明,腐蚀速度随温度的变化呈现两个阶段:第一阶段,当温度小于45℃时,腐蚀速度随温度的增大而不断升高;第二阶段,在温度大于45℃时,曲线斜率最大,腐蚀速度达到最大值;腐蚀速度随转速的变化呈现两个阶段:第一阶段,当转速小于60 r/min时,腐蚀速度基本保持不变,维持恒定;第二阶段,当转速大于60 r/min时,曲线斜率增大,腐蚀速度急剧升高,腐蚀速度随转速的增大而不断升高,并出现60 r/min的临界值;腐蚀速度随酸碱度的增大而不断降低。所得结论对Q235钢在海洋环境中的腐蚀和防护具有一定的参考价值。

伏安极谱仪测定海水中活性态痕量金属

阳极溶出伏安法是一种可以直接用于海水中痕量金属元素检测分析的有效方法,不仅能够实现多元素同时检测,而且不需要样品预浓缩处理.通过伏安极谱仪,研究了富集电位和富集时间等关键参数对阳极溶出伏安法测定痕量金属铜、铅、镉、锌的影响,对过滤后的海水样品直接进行检测,实现了烟台四十里湾不同站位海水中活性态痕量金属铜、铅、镉、锌的测定,为海水中痕量金属元素的形态分析及生物可利用性研究提供了有效技术手段.

宝钢高炉热风炉烟气超低排放治理工艺技术选择及应用示范

基于宝钢高炉热风炉烟气在治理前的排放情况,分析了不同治理工艺技术的优缺点,最终选用了从目前看最为安全、适应高炉热风炉工况的钙基固定床烟气治理工艺技术。介绍了该工艺技术在宝钢4号高炉一年的运行实绩,从安全、脱硫效果、运行维护及成本等多方面,再次验证了其安全性、稳定性、适应性及经济性,从而为宝武集团内及国内外其他厂家提供可借鉴的应用示范,进而助力我国高炉的绿色低碳生产与技术进步。

大冶铁矿强化混合浮选效果试验研究

大冶铁矿原矿中硫含量高达2.2%且含难处理的磁黄铁矿,导致选厂铁精矿硫含量超过0.4%。基于现场先浮选后磁选的原则流程,通过磨矿细度试验以及高效分散剂、活化剂筛选,成功强化了铜硫混合浮选阶段含磁黄铁矿在内的硫化物浮选效果,最终得到铁品位67.24%,硫含量0.18%的优质铁精矿,研究结果为大冶铁矿实现铁精矿降硫提供了有益借鉴。

介孔SBA-16负载Nb_(2)O_(5)光催化脱硫催化剂

采用浸渍法制备了Nb_(2)O_(5)/SBA-16催化剂,利用XRD、FTIR、N_(2)吸附-脱附、UV-Vis、SEM、TEM、XRF等方法分析了催化剂结构和性质。以含二苯并噻吩的十二烷溶液为模拟油,分别以30%(w)H_(2)O_(2)和甲醇为氧化剂和萃取剂,考察了催化剂的光催化氧化脱硫性能,优化了工艺条件并提出了催化机理。实验结果表明,Nb_(2)O_(5)/SBA-16催化剂保持了高度有序的介孔结构,且比表面积高、活性组分分散均匀;反应符合一级动力学;选择20%(w)Nb_(2)O_(5)/SBA-16催化剂,当催化剂用量1%(w)、O/S摩尔比10∶1、萃取剂与模拟油体积比1∶1时,脱硫效果最佳,脱硫率达98.06%,循环6次后仍有较高脱硫率;反应的主要活性中间物种为超氧自由基和空穴。

船用烟气脱硫塔喷淋系统数值模拟研究

喷淋系统是船用烟气脱硫塔主要功能构件,喷淋系统参数喷淋锥角、喷淋流速和喷淋流量对船用烟气脱硫塔烟气流场均匀程度影响大,影响过程复杂。以某型号船用烟气脱硫塔为基础模型,采用Design Expert软件中BBD实验方法设计了基于喷淋系统参数喷淋锥角、喷淋流速和喷淋流量的三因素三水平共17组试验,以多个截面烟气速度标准偏差平均值为评判依据对塔内烟气流动均匀性进行评判。采用ANSYS自带软件SCDM建立了船用烟气脱硫塔三维实体模型,采用Fluent meshing进行了模型网格划分,采用计算流体动力学商业软件Fluent对试验进行模拟计算。应用Design Expert软件对17组试验结果进行二次回归分析,应用Matlab遗传算法工具箱对二次回归分析得到的目标函数关系式求解,得到各截面流速标准偏差平均值最小时喷淋流速、喷淋锥角、喷淋流量的对应值,再次应用Fluent软件对优化结果进行了验证,可靠度达97.40%。

Geldart C类脱硫灰颗粒在环流耦合提升管内稳定流动特性

我国CO_(2)的排放中70%来自工业领域,故工业过程的碳捕集对实现“双碳目标”十分关键。工业烟气中往往含有的硫氧化物会腐蚀设备并使后续脱碳等过程使用的催化剂中毒。因此,工业烟气的深度脱硫技术对后续的CO_(2)捕集或提纯过程至关重要。循环流化床半干法烟气脱硫因具有脱硫效率高、无污染、停留时间可控等优点受到广泛关注。循环流化床脱硫工艺中作为脱硫剂的脱硫灰颗粒为典型Geldart C类颗粒。由于C类颗粒的强黏附性,其在循环流化床操作中容易结块,从而影响装置稳定运行。为了强化脱硫灰颗粒在循环流化床内的流动稳定性,提出了环流强化的耦合提升管反应器的概念,并自行设计搭建了一套导流筒内径100 mm、高度300 mm,外筒内径160 mm、高度760 mm,输送段内径75 mm、总高度12.6 m的环流耦合提升管。在U_(g)=4 m/s、G_(s)=45 kg/(m^(2)·s),U_(g)=7 m/s、G_(s)=25 kg/(m^(2)·s)的操作条件下,考察了环流段的压力分布、标准差以及功率谱密度。当环隙区气速为0.4 m/s时,环流流动能够实现稳定、连续的密相环流流动。在C类颗粒形成稳定流动基础上,讨论了环流耦合提升管内的流动特性分布规律,包括固含率和颗粒速度。实验发现,环流流动的设计可以强化C类颗粒的流动特性,大幅提高耦合反应器内C类颗粒脱硫灰固含率,并实现了C类颗粒循环流态化装置的稳定运行。同时,这些研究结果可以为C类颗粒新型循环流态化反应器设计提供参考。

生理性海水联合布地奈德鼻喷雾剂治疗变应性鼻炎的临床疗效观察

目的 分析生理性海水联合布地奈德鼻喷雾剂治疗变应性鼻炎(AR)的临床疗效。方法 选取120例变应性鼻炎患者,按治疗方案不同分为试验组和对照组,每组60例。试验组患者采用生理性海水联合布地奈德鼻喷雾剂治疗,对照组单独使用布地奈德鼻喷雾剂治疗。比较两组患者自觉症状改善时间、不良反应发生情况及治疗前后症状评分。结果 试验组患者治疗前症状评分为(2.32±0.36)分,对照组患者治疗前症状评分为(2.34±0.48)分;试验组患者治疗后症状评分为(1.03±0.33)分,对照组患者治疗后症状评分为(1.43±0.57)分;治疗前,两组症状评分比较无统计学差异(P>0.05);治疗后,两组症状评分均较治疗前下降明显,且试验组评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。试验组患者自觉症状改善时间为(9.13±1.31)d,对照组患者自觉症状改善时间为(15.34±3.41)d;试验组自觉症状改善时间明显短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。试验组未发生不良反应,对照组发生2例(3.33%)鼻腔干燥症状;两组不良反应发生率无差异性(P>0.05)。结论 变应性鼻炎患者使用生理性海水联合布地奈德鼻喷雾剂治疗相较于单独使用布地奈德鼻喷雾剂治疗,可以明显改善患者的临床症状、体征,缩短症状改善,提高治疗安全性。